聚丙烯/氢氧化镁复合材料结晶行为研究

摘要

聚丙烯是一种各方面性能非常好的材料，氢氧化镁作为一种新型的阻燃剂可以通过与聚丙烯共混得到阻燃性高的复合材料。
　　 目前，聚丙烯/氢氧化镁复合体系的力学性能和阻燃性已经得到了研究者们的广泛研究，而在结晶性能这方面，鲜有报道，但是研究结晶性能对于材料的影响，是具有理论价值和实际意义的。所以，本研究在结晶研究方面做了很多工作，主要工作如下:
　　 通过哈克密炼机以不同比例混炼了氢氧化镁和聚丙烯的复合材料，然后通过DSC测试了材料的结晶动力学性能，通过对DSC结晶放热峰进行处理，可以得到聚丙烯/氢氧化镁复合材料的结晶动力学参数。结果显示聚丙烯基体的结晶速率因为添加了氢氧化镁而被提高，Avrami常数n约等于3，聚丙烯的半结晶时间缩短了，在复合体系中氢氧化镁起到了典型的异象成核作用。
　　 聚丙烯和聚丙烯氢氧化镁复合材料的热力学性能由差示扫描量热仪进行研究，结果显示，在添加了氢氧化镁无机粒子后，复合材料中的结晶峰明显向高温方向移动，说明氢氧化镁有诱导结晶的作用，另外结晶度的计算发现，添加了氢氧化镁的复合材料中的聚丙烯的结晶度比纯聚丙烯明显提高。
　　 用偏光显微镜进行了原位结晶形态观察，发现纯聚丙烯结晶时间长，球晶尺寸较大而且规整，十字消光现象明显，球晶边界清晰。而添加了氢氧化镁之后，结晶时间变短，球晶尺寸变小，球晶边界变模糊，成核密度增加。
　　 通过XRD测试，发现添加了氢氧化镁之后，聚丙烯的晶型基本没有发生变化，说明氢氧化镁没有起到诱导β晶生成的作用。
　　 最后，对复合材料进行了氧指数的测试，结果表明，添加氢氧化镁到40％时，材料的极限氧指数从纯聚丙烯的17增大到了复合材料的26.5，阻燃效果明显。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 聚丙烯填充无机粒子改性

1．1．1 增强增韧改性

1．2 聚丙烯的阻燃改性

1．2．1 溴系阻燃剂和磷系阻燃剂

1．2．2 无机填充型阻燃剂

1．3 聚丙烯复合材料的结晶行为研究

1．3．1 聚丙烯／蒙脱土复合体系

1．3．2 聚丙烯／碳酸钙复合体系

1．3．3 聚丙烯／二氧化硅复合体系

1．3．4 聚丙烯／磷酸钙钠复合体系

1．3．5 聚丙烯/碳纳米管复合体系

1．3．6 聚丙烯/黏土复合体系

1．4 聚丙烯／氢氧化镁复合体系的研究进展

1．4．1 聚丙烯／氢氧化镁复合材料的力学性能和阻燃性能

1．4．2 聚丙烯/氢氧化镁复合材料的结晶性能和熔融特征

1．5 聚丙烯／氢氧化镁复合材料的结晶性能的研究理论模型

1．5．1 结晶动力学模型

1．5．2 Hoffman理论模型

1．5．3 Kissinger理论

1．5．4 φ值理论

1．6 本论文研究目的

第2章 聚丙烯／氢氧化镁复合材料结晶动力学研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 样品来源

2．2．2 复合材料制备

2．2．3 实验方法

2．3 结果与讨论

2．4 本章小结

第3章 聚丙烯／氢氧化镁复合材料结晶形态与结构研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 样品来源

3．2．2 复合材料制备

3．2．3 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 聚丙烯氢氧化镁复合材料的结晶热力学

3．3．2 聚丙烯氢氧化镁复合材料的结晶形态

3．3．3 聚丙烯氢氧化镁复合材料的结晶结构

3．4 本章小结

第4章 聚丙烯／氢氧化镁复合材料阻燃性研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 样品来源

4．2．2 复合材料制备

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．4 本章小结

第5章 结论

第6章 参考文献

致谢

研究成果及发表论文

作者和导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书